计算机网络期末重点复习-01

Posted 2022-02-03 Z_hongli

计算机网络期末重点复习-01

• 一、计算机网络的定义和网络的分类
• • 1.计算机网络的定义
  • 2.网络的分类
  • • 1.从网络结点分布来看
    • 2.按交换方式
    • 3.按网络拓扑结构
    • 4.按使用者
• 二、网络的边缘部分
• • 1.客户服务器方式（C/S 方式） 即Client/Server方式
  • 2.对等方式（P2P 方式） 即 Peer-to-Peer方式
• 三、网络的核心部分
• • 1.3.2 因特网的核心部分
  • • 1. 电路交换的主要特点
    • 2. 分组交换的主要特点
    • 3.路由器
    • 4.分组交换的优点与问题
    • 5.三种交换的比较
    • 6.报文交换
• 四、网络的性能
• • • 1. 时延
• 五、计算机网络的体系结构
• • 2.实体、协议、服务、接口的概念

一、计算机网络的定义和网络的分类

1.计算机网络的定义

计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统

2.网络的分类

1.从网络结点分布来看

局域网（LAN-Local Area Network）范围：几十米-几千米；容量：几台-几千台计算机
城域网（MAN-Metropolis Area Network）包含多个局域网
广域网（WAN-Wide Area Network）比如：互联网Internet

2.按交换方式

线路交换网络（Circurt Switching）:电路交换、混合交换
报文交换网络（Message Switching）
分组交换网络（Packet Switching）

3.按网络拓扑结构

星型网络、树型网络、总线型网络、环型网络和网状网络

4.按使用者

公用网、专用网

二、网络的边缘部分

处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。这些主机又称为端系统(end system)。
计算机之间的通信，其实是计算机中应用进程之间的通信

1.客户服务器方式（C/S 方式） 即Client/Server方式

1. 客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
2. 客户服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
3. 客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。

客户软件的特点：

1. 被用户调用后运行
2. 客户程序必须知道服务器程序的地址。 可与多个服务器进行通信
3. 不需要特殊的硬件和很复杂的操作系统。

服务器软件的特点：

1. 一种专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个远地或本地客户的请求。
2. 系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。服务器程序不需要知道客户程序的地址。
3. 一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

2.对等方式（P2P 方式） 即 Peer-to-Peer方式

1. 两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。
2. 只要两个主机都运行了对等连接软件（P2P 软件），它们就可以进行平等的、对等连接通信。
3. 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。
4. 对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式，只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。

三、网络的核心部分

1.3.2 因特网的核心部分

在网络核心部分起特殊作用的是路由器。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。

1. 电路交换的主要特点

1. 电路交换必定是面向连接的。
2. 电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接
3. 在通信的全部时间用户始终占用端到端的固定传输带宽

2. 分组交换的主要特点

1. 在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。
2. 每一个数据段前面添加上首部构成分组。
3. 分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。
   

分组首部的重要性

1. 每一个分组的首部都含有地址等控制信息。
2. 分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。
3. 用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。

接收端收到分组后剥去首部还原成报文。最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。

3.路由器

在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。

路由器处理分组的过程是：

1. 把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；
2. 查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；
3. 把分组送到适当的端口转发出去。

4.分组交换的优点与问题

优点:
高效 ：动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。
灵活 ：以分组为传送单位和查找路由。
迅速 ：不必先建立连接就能向其他主机发送分组。
可靠 ：保证可靠性的网络协议；分布式的路由选择协议使网络有很好的生存性。
问题:
分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。
分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。

5.三种交换的比较

电路交换：整个报文的比特流连续的从源点直达终点，好像在一个管道中传送。
报文交换：整个报文先传输到相邻的结点，全部存储下来后查找转发表，转发到下一个结点。
分组交换：单个分组(报文的一部分)传送到相邻结点，传送到相邻结点，存储下来后查找转发表，转发到下一个结点

6.报文交换

报文交换的主要特点是：存储接受到的报文，判断其目标地址以选择路由，最后，在下一跳路由空闲时，将数据转发给下一跳路由。

四、网络的性能

1. 时延

发送时延：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。

传播时延 ：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

处理时延 ：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。
排队时延 ：结点缓存队列中分组排队所经历的时延。
排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。

数据经历的总时延就是发送时延、传播时延、处理时延和排队时延之和：
总时延 = 发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

五、计算机网络的体系结构

分层的好处
1.各层之间是独立的：仅需知道层间接口所提供的服务
2.灵活性好：只要层间接口不变，层内实现改变不影响上下层
3.结构上可分割开：各层都可以采用更适合的技术
4.易于实现和维护：能促进标准化工作

要点—分层
数量要适当：若层数太少，就会使每一层的协议太复杂，层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。


TCP/IP 常被称为事实上的(de facto) 国际标准。

2.实体、协议、服务、接口的概念

实体(entity) 表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。
协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
接口是相邻的层间进行信息交互所必须遵循的准则
服务是相邻层间进行信息交互所使用的操作原语